有機化工生產(chǎn)技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(文件)
【正文】 子體技術(shù)在改善非極性橡膠表面性能方面的應(yīng)用做了探索性研究。 按等離子的溫度，可分為熱等離子體和冷等離子體。熱等離子體又可分為高溫等離子體和低溫等離子體。等離子體物理學(xué)研究促進了低溫等離子體技術(shù)的迅猛發(fā)展 ,使其在天然高分子材料和合成高分子材料及其它應(yīng)用領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用 ,在非極性橡膠制品的表面改性中 ,引入了多種含氧基團 ,使表面由非極性轉(zhuǎn)化為有一定極性和親水性 ,從而有利于粘結(jié)和涂覆。許多氣體都可以用于產(chǎn)生等離子體 ,但在聚合物的表面等離子體處理中 ,一般選用的氣體或氣體混合物包括 :O Ar、 CF4 和空氣。電子能 量約為 1～ 10 eV，恰好同一般化學(xué)鍵鍵能相近，適合于化學(xué)反應(yīng)，由此產(chǎn)生了低溫等離子體化學(xué)這門新興的邊緣學(xué)科。等離子體表面轟擊力強，穿透力弱，適合于表面改性。 低溫等離子體的特點 低溫等離子體含有大量的電子、激發(fā)態(tài)原子和分子以及自由基等活性粒子 ,這些活性粒子使材料表面引起蝕刻、氧化、還原、襲解、交聯(lián)和聚合等物理和化學(xué)反應(yīng) ,對材料表面進行改性。等離子體聚合是利用聚合性氣體，在基底表面生成具有特殊功能 (如防水、防腐蝕、結(jié)構(gòu)致密具有特殊物理性能等 )的聚合物；等離子體改性是利用各種等離子體系作用于物質(zhì)表面，在物質(zhì)表面發(fā)生各種物理和化學(xué)的作用，如架橋、降解、交聯(lián)、刻蝕、極性基團的 引入及接枝共聚等，從而達到對物質(zhì)表面改性的目的。而橡膠中常見化學(xué)鍵的鍵能為： C— H ； C＝ 0 ； C— C ； C＝ C 。交聯(lián)(Crosslinking)。由于基質(zhì)表面污染層的化學(xué)鍵一般由較弱的 CH 鍵構(gòu)成 ,故等離子體處理可以除去像油薄膜一樣的污染物 ,使基質(zhì)表 面清潔 ,并留下活性的聚合物表面。 （ 3）活化：聚合物表面基團同來自等離子體的化學(xué)基團的置換稱為活化在活化期間，等離子體使聚合物中的弱化學(xué)鍵斷裂，并由高活性的撥基、梭基和輕基基團取代。通過用等離子體沉積的方法產(chǎn)生的覆蓋層，比用常規(guī)方法聚合所獲得的薄膜涂層具有高的交。 CGP 系列等離子體處理儀具有電暈和輝光兩種放電類型。國外對等離子體處理儀也有過相關(guān)的報道。比利時 Europlasma 生產(chǎn)廠生產(chǎn)的一種架式等離子體處理系統(tǒng)的氣體等離子體 室。 等離子體的局限性 改良聚合物材料的主要方法涉及到激發(fā)態(tài)化學(xué)工藝，如等離子體輝光放電、電暈放電、或火焰處理等。 相反，電暈放 電則屬于一種環(huán)境空氣工藝，不需要真空。 由于大多數(shù)聚合物的外表面由于非極性鍵占優(yōu)勢具有疏水性，不易濕潤。 為了提高橡膠與金屬的粘合性能（剪切強度），關(guān)鍵性的措施是改善橡膠表面的表面活性，增強橡膠基體與膠粘劑的化學(xué)鍵合與機械結(jié)合能力，因此，國內(nèi)外一直在努力尋找更為理想的表面處理方法。 不久前，加拿大已經(jīng)開發(fā)出一種表面改性的替代工藝，這種方法也采用激發(fā)態(tài)化學(xué)工藝。當接觸到紫外線和臭氧時，這兩種材料能夠迅速而重復(fù)地吸收表面氧官能團。硫化粘合法是經(jīng)過適當表面處理的金屬直接與未硫化橡膠依次疊加后同時置于硫化模具中，在加熱加壓中實現(xiàn)硫化化學(xué)反應(yīng)與相應(yīng)的界面反應(yīng)同時完成的“共硫化”的方法，即通過膠粘劑與金屬橡膠兩界面之間的吸附、擴散、交聯(lián)反應(yīng)以及橡膠內(nèi)部和膠粘劑內(nèi)部的硫化反應(yīng)，從而產(chǎn)生相當高的粘接強度。 由于硫化橡膠表面的極性較弱、活性較低，并且存在脫模劑和噴霜物，因此要想把它粘合到強極性的金屬表面上就必須使用橡膠表面化學(xué)處理法。 硫化橡膠與金屬粘合的方法 硫化橡膠與金屬的粘合分為冷粘和熱粘兩種 ，其中冷粘是最常見的。膠粘劑最好是無溶劑型的，但實際上大多數(shù)都是某種溶劑配制而成的溶液，其中的溶劑對硫化橡膠或多或少都有影響，膠粘劑涂刷后都必需進行晾干，讓膠粘劑中的溶劑充分揮發(fā)掉，或使用無溶劑膠粘劑。 金屬表面的處理 金屬的表面一般可采用打磨或噴沙后溶劑清洗，也可化學(xué)處理或極化處理。 經(jīng)過適當表面處理的金屬，有時即可直接與硫化橡膠在室溫觸壓的條件下實現(xiàn)粘接，但是，這有一定的局限性。膠粘劑的組成很復(fù)雜，但是它們大多包含了如下一些組分： ⒈ 基料 基料是膠粘劑的主要成分，它決定了膠粘劑的基本特性，也是區(qū)分膠粘劑類別的重要標志之一。 ⒊ 增韌劑或增塑劑 ⒋ 填料 填料的主要作用有： ① 提高機械性能； ② 賦予膠粘劑以新功能； ③ 減小接頭應(yīng)力； ④ 改善操作工藝； ⒌ 其他助劑 在膠粘劑配方中常包含促進劑、稀釋劑、防老劑、阻燃劑等，它們不是必備的組分，依據(jù)配方主要成分的特性和膠粘劑的要求而定。由于環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的力學(xué)性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、電氣絕緣性、耐磨蝕性，因而廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑、電子電器、水利交通和航空航天等各個領(lǐng)域然而由于其固化物堅硬、較脆，使它的應(yīng)用范圍受到限制。其主要用途是作涂料（占總消費量的 45％～ 55％），其次，是電絕緣材料、增強材和膠粘劑等。不溶于水、醇和乙醚。 室溫固化環(huán)氧樹脂膠粘劑的特點 ⒈ 由于室溫下不加熱能固化，因此固化工藝簡單，使用方便，不需要固化設(shè)備，所以能源省、成本低。 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（ 2021 年 12 月） 17 ⒋ 固化時間通常為 24 小時達到適用強度， 3～ 7 天達到最高強度，并隨氣溫的高低有所變化。通過于在光譜儀中安裝衰減全反射附件，使用內(nèi)反射方法測定樣品表面的紅外光譜。一般來說，接觸角越小，濕潤程度越好，粘合越牢。 粘合性能測試 測定經(jīng)不同表面處理后的橡膠試片與鋼板粘接的拉伸剪切強度，并與未經(jīng)處理的試片進行比較。紀老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。他們細心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（ 2021 年 12 月） 20 參考文獻 [1] 許健南等 .塑料材料學(xué) .北京：中國輕工業(yè)出版社 .1999. [2] 凌繩等 .聚合 物材料 .北京：中國輕工業(yè)出版社 .2021. [3] 金日光 , 華幼卿編 . 高分子物理 . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 1991 [4] 何平笙 , 楊海洋等編 . 高分子物理實驗 . 合肥 : 中國科技大學(xué)出版社 , 2021 [5] 郝立新等編 . 高分子化學(xué)與物理教程 . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 1997 [6] 張留成 , 瞿雄偉 , 丁會利編著 . 高分子材料基礎(chǔ) . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021 [7] 成都科技大學(xué)主編 . 塑料成型工藝學(xué) . 北京 : 中國輕工業(yè)出版社 , 1983 [8] 天津輕工業(yè)學(xué)院編 . 塑料助劑 . 北京 : 中國輕工業(yè)出版社 , 1997 [9] 楊清芝主編 . 現(xiàn)代橡膠工藝學(xué) . 北京 : 中國石化出版社 , 1997 [10] 潘祖仁 . 高分子化學(xué) . 第 2版 . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 1997 [11] 肖超渤 , 胡運華 . 高分子化學(xué) . 武漢 : 武漢大學(xué)出版社 , 1998 [12] 王建國 , 王公善
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